Трубчатый реактор

 

ОП ИСАНИ Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.06.80 (21) 2957782/23-26 с присОединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

В 01 J 8/04

Гееудннетееннмй кемнтет

СССР

IN денем нзебретеннй н втннмтий (53) УДК 66.097 (088.8) Опубликовано 30.06.82. Бюллетень №24

Дата опубликования описания 05.07.82

С. Н. Булатов, В. А. Кернерман, А. А. Волошин и А. П, Гусев-Донской (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТРУБЧАТЫЙ РЕАКТОР

Изобретение относится к конструкциям аппаратов, используемых для проведения физико-химических процессов, протекающих с выделением или поглощением тепла, в частности, аппарат может быть использован для процесса окислительного хлорирования метана.

Известен трубчатый реактор, содержащий корпус, реакционные трубки, закрепленные в трубной решетке, штуцер ввода реагентов и штуцер вывода продуктов реакции (1).

Недостатком этого реактора является низкий выход продукта и малая степень превращения холористого водорода при проведении процессов окислительного хлорирования углеводородов.

Известен также трубчатый реактор для проведения процессов, протекающих с выделением большого количества тепла, содержащий корпус и реакционные трубки, закрепленные в трубной решетке. В межтрубном пространстве расположен коллектор, по которому подают циркуляционный газ (2).

Такая конструкция позволяет регулировать температуру в межтрубном простран2 стве и в реакционных трубках и за счет этого несколько увеличить выход продукта.

Однако, поскольку расход газа и, следовательно, среднее время контакта между компонентами реакционной смеси из-за неравномерности распределения газа по трубкам могут быть в каждой трубке различными, то и в этом реакторе наблюдаются пониженные выход продукта и степень превращения хлористого водорода.

Известен также трубчатый реактор, содержащий корпус, реакционные трубки, закрепленные в трубной решетке, штуцер ввода исходных реагентов и штуцер вывода продуктов реакции. Между штуцером ввода исходных реагентов и трубной решеткой расположено распределительное устройство, выполненное в виде перфорированного конуса (3).

Наличие распределительного устройства несколько улучшает распределение газа по реакционным трубкам, однако добиться равномерного распределения газа по всем трубкам, особенно в промышленных реакторах большого диаметра, не удается. Вследствие указанных причин и в данной конструк939060 ции наблюдается пониженный расход про.дуктов.

Цель изобретения — повышение выхода конечных продуктов при осуществлении процессов, сопровождающихся выделением или поглощением тепла.

Указанная цель достигается тем, что в трубча;гом реакторе, содержащем корпус, реакционные трубки, закрепленные в решетке, штуцера ввода реагентов и вывода продуктов, каждая реакционная трубка 1о снабжена регулятором расхода газа, проходящего через трубку в зависимости от температуры выходящего из трубки газа.

Регулятор расхода газа через трубку целесообразно выполнить в виде биметаллической пластины. установленной на выход- 15 ном конце каждой трубки.

Кроме того, каждая трубка может быть снабжена установленным в нижней части мундштуком с отверстием на боковой поверхности, над которым закреплена биметаллическая пластина.

На фиг. 1 схематично изображен трубчатый реактор; на фиг. 2 — реакционная трубка с устройством для регулирования потока газа; на фиг. 3 — то же, вариант выполнения. 25

Реактор имеет корпус 1 с эллиптическим днищем 2 и крышкой 3. Крышка 3 снабжена патрубками 4 и 5 для входа исходных реагентов, а днище 2 — патрубком 6 для вывода продуктов реакции. Внутри корпуса 1

«трубных решетках 7 закреплены реакцион- Зв ные трубки 8, заполненные катализатором.

У выходного конца каждой из реакционных трубок 8 размещена биметаллическая пластина 9. Для удобства монтажа и эксплуатации биметаллическая пластина 9 может быть закреплена на боковой поверхности мундштука 10 (фиг. 3).

Аппарат работает следующим образом.

11ри работе реактора исходные реагенты через патрубки 4 и 5 поступают в реактор. В реакционных трубках происходит 4о реакция взаимодействия, сопровождающаязыде.,опием большого количества тепла. и одукты реакции выводятся из реактора через патрубок 6. Из-за неравномерности распределения газа количество тепла, 45 выделяющегося в каждой из трубок, может быть различным. При увеличенном поступлении газа в трубку количество тепла и, следоватльно, температура газа на выходе из трубку возрастают. При этом биметаллическая пластина 9 изгибается и уменьшает 5î живое сечение отверстия у выходного конца трубки 8, что приводит к уменьшению количества. газа, проходящего через данную трубКу.

Соответственно, если количество газа, поступающего в трубку, меньше необходимого, то количество выделяющегося тепла и, следовательно, температура газа уменьшаются, что приведет к изгибанию биметаллической пластины 9 в другую сторону, увеличению живого сечения выходного отверстия трубки и к увеличению количества газа, проходящего через данную трубку.

Таким образом, в предлагаемом реакторе обеспечивается равномерный расход газа по трубкам, что приводит к увелйчению выхода конечных продуктов.

В частности, при проведении процесса окислительного хлорирования метана в заявляемом реакторе выход конечных продуктов (хлорметанов) на пропущенный хлористый водород составляет 65,15О/р, в то время как в известном реакторе при тех же условиях выход конечных продуктов составляет 61,5/о, что ведет к увеличению мощности реактора на 5о/о.

Формула изобретения

1. Трубчатый реактор, содержащий кор. пус, внутри которого в решетках закреплены трубки, заполненные катализатором, и штуцеры ввода реагентов и вывода готовых продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода конечных продуктов, каждая трубка снабжена регулятором расхода газа, проходящего через трубку в зависимости от температуры выходящего из трубки газа.

2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что регулятор расхода выполнен в виде биметаллической пластины, установленной на выходном конце каждой трубки.

3. Реактор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждая трубка снабжена установленным в нижней части мундштуком с отверстием на боковой поверхности, над которым закреплена биметаллическая пластина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидтельство СССР № 129643, кл. В 01 J 1/14, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР № 321276, кл. В Ol J 1/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР № 325983, кл. В 01 J 1/00, 1970 (прототип), 939060

Ю фиг. 2

Составитель Н. Кацовская

Редактор С. Тараненко Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 4535/! б Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4